JPS63156365A - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents
半導体圧力センサの製造方法Info
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- JPS63156365A JPS63156365A JP30503986A JP30503986A JPS63156365A JP S63156365 A JPS63156365 A JP S63156365A JP 30503986 A JP30503986 A JP 30503986A JP 30503986 A JP30503986 A JP 30503986A JP S63156365 A JPS63156365 A JP S63156365A
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は半導体圧力センサの製造方法に係り、絶縁層上
に単結晶のピエゾ抵抗層を有する半導体圧力センサの製
造方法に関する。
に単結晶のピエゾ抵抗層を有する半導体圧力センサの製
造方法に関する。
機械的応力を加える事によってピエゾ抵抗効果によりそ
の抵抗値が変化する事を利用して、単結晶シリコン基板
の一部の肉厚を薄クシダイヤフラムを形成し、そのダイ
ヤフラムに形成されたエピタキシャル層内にピエゾ抵抗
層を拡散等で形成して、ダイヤフラムに加わる圧力によ
りピエゾ抵抗層を変形させ、ピエゾ抵抗効果による抵抗
値の変化を検出して圧力を測定する半導体圧力センサが
用いられている。
の抵抗値が変化する事を利用して、単結晶シリコン基板
の一部の肉厚を薄クシダイヤフラムを形成し、そのダイ
ヤフラムに形成されたエピタキシャル層内にピエゾ抵抗
層を拡散等で形成して、ダイヤフラムに加わる圧力によ
りピエゾ抵抗層を変形させ、ピエゾ抵抗効果による抵抗
値の変化を検出して圧力を測定する半導体圧力センサが
用いられている。
しかしながら、上記の半導体圧力センサによると、単結
晶シリコン基板とピエゾ抵抗層との電気的分離は単結晶
シリコン基板内に形成されるＰＮ接合にて行なっており
、この様なセンサを高温において使用する場合、ＰＮ接
合部においてリーク電流が増加してしまい安定した測定
が困難になるという問題があった。
晶シリコン基板とピエゾ抵抗層との電気的分離は単結晶
シリコン基板内に形成されるＰＮ接合にて行なっており
、この様なセンサを高温において使用する場合、ＰＮ接
合部においてリーク電流が増加してしまい安定した測定
が困難になるという問題があった。
そこで上記の問題を解決するために、絶縁層上にピエゾ
抵抗層を形成する事により基板との電気的分離を行なう
ようにした半導体圧力センサが提案されている。第４図
はそのような半導体圧力センサの断面図である。図にお
いて、１００は単結晶シリコン基板であり、１０２は単
結晶シリコン基板１００の主表面に熱酸化法あるいはＣ
ＶＤ法によって形成される絶縁層としてのシリコン酸化
膜である。尚、単結晶シリコン基板１００の他主面側に
形成される凹部１０１は、エツチング等により単結晶シ
リコン基板１００の肉厚が所定の厚さになるように形成
されている。そして、シリコン酸化膜１０２上にピエゾ
抵抗層１０３を形成して半導体圧力センサを構成してい
る。
抵抗層を形成する事により基板との電気的分離を行なう
ようにした半導体圧力センサが提案されている。第４図
はそのような半導体圧力センサの断面図である。図にお
いて、１００は単結晶シリコン基板であり、１０２は単
結晶シリコン基板１００の主表面に熱酸化法あるいはＣ
ＶＤ法によって形成される絶縁層としてのシリコン酸化
膜である。尚、単結晶シリコン基板１００の他主面側に
形成される凹部１０１は、エツチング等により単結晶シ
リコン基板１００の肉厚が所定の厚さになるように形成
されている。そして、シリコン酸化膜１０２上にピエゾ
抵抗層１０３を形成して半導体圧力センサを構成してい
る。
〔発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記の第４図に示す半導体圧力センサに
おいて、シリコン酸化膜１０２上に形成されるピエゾ抵
抗５１）０３は、通常ＣＶＤ法あるいは蒸着法により形
成される多結晶シリコンをフォトリソグラフィ法等によ
り所望の形状にエツチングする事により島状に形成した
ものであり、その材質は多結晶である。ここで、多結晶
と単結晶のピエゾ抵抗層を比較すると、単結晶のピエゾ
抵抗層の方が感度が高く、出力特性のばらつきを小さく
できるので望ましい。そこで従来では多結晶シリコンを
再結晶化する事により単結晶のピエゾ抵抗層を形成する
という技術も提案されているが、そのような技術にいた
っても、依然、特性のばらつきを小さくする事は困難で
あり、又、再結晶化するにはコストが高くなるという問
題が生じてくる。
おいて、シリコン酸化膜１０２上に形成されるピエゾ抵
抗５１）０３は、通常ＣＶＤ法あるいは蒸着法により形
成される多結晶シリコンをフォトリソグラフィ法等によ
り所望の形状にエツチングする事により島状に形成した
ものであり、その材質は多結晶である。ここで、多結晶
と単結晶のピエゾ抵抗層を比較すると、単結晶のピエゾ
抵抗層の方が感度が高く、出力特性のばらつきを小さく
できるので望ましい。そこで従来では多結晶シリコンを
再結晶化する事により単結晶のピエゾ抵抗層を形成する
という技術も提案されているが、そのような技術にいた
っても、依然、特性のばらつきを小さくする事は困難で
あり、又、再結晶化するにはコストが高くなるという問
題が生じてくる。
そこで本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであっ
て、高温においても基板と電気的に完全に分離でき、特
性のばらつきが小さい単結晶のピエゾ抵抗層を比較的低
コストにて形成可能な半導体圧力センサの製造方法を提
供する事を目的としている。
て、高温においても基板と電気的に完全に分離でき、特
性のばらつきが小さい単結晶のピエゾ抵抗層を比較的低
コストにて形成可能な半導体圧力センサの製造方法を提
供する事を目的としている。
上記の目的を達成する為に、本発明は第１の基板に凹部
を形成する工程と、 半導体単結晶基板の主表面側より不純物を導入する事に
よりピエゾ抵抗層を形成し、引続き、該主表面上に絶縁
層を形成する工程と、 前記第１の基板の主表面と、前記半導体単結晶基板の主
表面とを接合する工程と、 前記半導体単結晶基板の他主面側よりエツチングする事
により、前記第１の基板の主表面の上側にダイヤフラム
となる前記絶縁層、及びピエゾ抵抗層を形成する工程と
、を備える事を特徴とする半導体圧カモ２ンサの製造方
法を採用している。
を形成する工程と、 半導体単結晶基板の主表面側より不純物を導入する事に
よりピエゾ抵抗層を形成し、引続き、該主表面上に絶縁
層を形成する工程と、 前記第１の基板の主表面と、前記半導体単結晶基板の主
表面とを接合する工程と、 前記半導体単結晶基板の他主面側よりエツチングする事
により、前記第１の基板の主表面の上側にダイヤフラム
となる前記絶縁層、及びピエゾ抵抗層を形成する工程と
、を備える事を特徴とする半導体圧カモ２ンサの製造方
法を採用している。
以下図面に示す実施例により本発明の詳細な説明する。
第１図（ａ）乃至（ｊ）は本発明の第１実施例を説明す
るための断面図である。まず第１図（ａ）乃至（樽を用
いて本実施例を製造工程順に説明する。第１図（ａ）に
おいて、１は（１００）面の第１の単結晶シリコン基板
であり、２は第１の単結晶シリコン基板１の主表面上の
所定領域に形成するシリコン酸化膜（Ｓｉｏｔ）である
。このシリコン酸化膜２をマスクとして水酸化カリウム
（ＫＯＨ）等による異方性のエツチング液を用いてエツ
チングし同図（ｂ）に示すような凹部３を形成する。尚
、ここで用いる基板としてはその結晶面は（１）０）で
もよくパイレックスガラス、サファイア等に凹部を形成
したものであってもよい。
るための断面図である。まず第１図（ａ）乃至（樽を用
いて本実施例を製造工程順に説明する。第１図（ａ）に
おいて、１は（１００）面の第１の単結晶シリコン基板
であり、２は第１の単結晶シリコン基板１の主表面上の
所定領域に形成するシリコン酸化膜（Ｓｉｏｔ）である
。このシリコン酸化膜２をマスクとして水酸化カリウム
（ＫＯＨ）等による異方性のエツチング液を用いてエツ
チングし同図（ｂ）に示すような凹部３を形成する。尚
、ここで用いる基板としてはその結晶面は（１）０）で
もよくパイレックスガラス、サファイア等に凹部を形成
したものであってもよい。
一方、同図（Ｃ）に示すように、例えばその比抵抗が３
〜５Ωｃｍ、Ｎ型導電型、結晶面が（１００）あるいは
（１）０）の第２の単結晶シリコン基板４の主表面上の
所定領域に、シリコン酸化膜５を形成し、同図（ｄ）に
示すようにそのシリコン酸化膜５をマスクとしてボロン
（Ｂ）等のＰ型不純物を高濃度に拡散しピエゾ抵抗層６
を＜１）０＞方向に形成する。引続き、シリコン酸化膜
５を除去した後に第２の単結晶シリコン基板４の主表面
上の前面にＬＰＣＶＤ法又はプラスでＣＶＤ法により膜
厚が０．１〜２．０ ａ ｍのシリコン窒化膜（Ｓ ｉ
３ Ｎ ４）７を形成し、さらにこのシリコン窒化膜
７上にＢＰＳＧ膜８を形成する。尚、この時、ＢＰＳＧ
膜８の表面はほぼ平滑な状態となっている。
〜５Ωｃｍ、Ｎ型導電型、結晶面が（１００）あるいは
（１）０）の第２の単結晶シリコン基板４の主表面上の
所定領域に、シリコン酸化膜５を形成し、同図（ｄ）に
示すようにそのシリコン酸化膜５をマスクとしてボロン
（Ｂ）等のＰ型不純物を高濃度に拡散しピエゾ抵抗層６
を＜１）０＞方向に形成する。引続き、シリコン酸化膜
５を除去した後に第２の単結晶シリコン基板４の主表面
上の前面にＬＰＣＶＤ法又はプラスでＣＶＤ法により膜
厚が０．１〜２．０ ａ ｍのシリコン窒化膜（Ｓ ｉ
３ Ｎ ４）７を形成し、さらにこのシリコン窒化膜
７上にＢＰＳＧ膜８を形成する。尚、この時、ＢＰＳＧ
膜８の表面はほぼ平滑な状態となっている。
そして、同図（ｅ）に示すように、第１の単結晶シリコ
ン基板１の主表面上に、上下のパターンが設定通り重な
るように例えば赤外顕微鏡で位置合せを行ない第２の単
結晶シリコン基板４に形成されたＢＰＳＣ；膜８を配置
する。ここで本実施例においては第１．第２の単結晶シ
リコン基板１，４（あるいはそれらのウェハ）の周辺部
を真空中でレーザにより溶融接着して仮止めを行なう。
ン基板１の主表面上に、上下のパターンが設定通り重な
るように例えば赤外顕微鏡で位置合せを行ない第２の単
結晶シリコン基板４に形成されたＢＰＳＣ；膜８を配置
する。ここで本実施例においては第１．第２の単結晶シ
リコン基板１，４（あるいはそれらのウェハ）の周辺部
を真空中でレーザにより溶融接着して仮止めを行なう。
しかる後に真空炉内に入れ約１０００°Ｃに過熱し、Ｂ
ＰＳＧ膜８を溶融し第１．第２の単結晶シリコン基板１
，４の両者の接着を行なう。この際、両者の接着は真空
中で行なわれるので基準圧室となる凹部３内は真空とな
る。又、本実施例においては接着が完全に行なわれるよ
うに基板上に重しを乗せて行っている。尚、両者の接着
を行なう為の接着（接合）層としてＢＰＳＧ膜８を用い
ているが、他の低融点ガラス等を用いてもよく、又、そ
の両者の接合は低融点ガラスの溶融接着に限定される事
なく、例えば第１の単結晶シリコン基板１上のシリコン
酸化膜２を除去して、いわゆる陽極接合（アノ−ディッ
クボンディング）により接合してもよく、又、仮止めを
行なわずに真空中高温炉内で直接接合してもよい。又、
接着用のＢＰＳＧ膜８はシリコン窒化膜７上の前面に形
成する事なく接着部分のみに部分的に形成してもよい。
ＰＳＧ膜８を溶融し第１．第２の単結晶シリコン基板１
，４の両者の接着を行なう。この際、両者の接着は真空
中で行なわれるので基準圧室となる凹部３内は真空とな
る。又、本実施例においては接着が完全に行なわれるよ
うに基板上に重しを乗せて行っている。尚、両者の接着
を行なう為の接着（接合）層としてＢＰＳＧ膜８を用い
ているが、他の低融点ガラス等を用いてもよく、又、そ
の両者の接合は低融点ガラスの溶融接着に限定される事
なく、例えば第１の単結晶シリコン基板１上のシリコン
酸化膜２を除去して、いわゆる陽極接合（アノ−ディッ
クボンディング）により接合してもよく、又、仮止めを
行なわずに真空中高温炉内で直接接合してもよい。又、
接着用のＢＰＳＧ膜８はシリコン窒化膜７上の前面に形
成する事なく接着部分のみに部分的に形成してもよい。
又、絶縁膜としてのシリコン窒化膜７はシリコン酸化膜
等の他の絶縁膜であってもよい。
等の他の絶縁膜であってもよい。
そして、同図げ）に示すように、第１の単結晶シリコン
基板１の他主面（裏面）をワックス等で覆い（図示はし
ない）、第２の単結晶シリコン基板４の他主面（裏面）
側より、例えばエチレンジアミン（２６０ｍｆｆ１）
、 ピロカテコール（４５ｇ）。
基板１の他主面（裏面）をワックス等で覆い（図示はし
ない）、第２の単結晶シリコン基板４の他主面（裏面）
側より、例えばエチレンジアミン（２６０ｍｆｆ１）
、 ピロカテコール（４５ｇ）。
水（１２０ｍｆ）を主成分とする異方性エツチング液に
より第２の単結晶シリコン基板４をエツチング除去して
いる。この際、エツチングはＮ型導電型である領域を選
択的に進行し、高濃度にボロンを拡散したピエゾ抵抗層
６部分及びシリコン窒化膜７はほとんどエツチングされ
ずに残る。このようにしてダイヤフラムとなる絶縁膜と
してのシリコン窒化膜７上に単結晶のピエゾ抵抗層６が
形成される。そして、同図（ｇ）に示すように、表面保
護膜９、及びＡ２等から成る配線層１０を形成して半導
体圧力センサを構成する。
より第２の単結晶シリコン基板４をエツチング除去して
いる。この際、エツチングはＮ型導電型である領域を選
択的に進行し、高濃度にボロンを拡散したピエゾ抵抗層
６部分及びシリコン窒化膜７はほとんどエツチングされ
ずに残る。このようにしてダイヤフラムとなる絶縁膜と
してのシリコン窒化膜７上に単結晶のピエゾ抵抗層６が
形成される。そして、同図（ｇ）に示すように、表面保
護膜９、及びＡ２等から成る配線層１０を形成して半導
体圧力センサを構成する。
そこで本実施例によると、シリコン窒化膜７とＢＰＳＧ
膜８とで構成するダイヤフラムを凹部３の上部、及び凹
部３の周辺である第１の単結晶シリコン基板１上にわた
ってほぼ平滑に形成する事ができ、従って、ピエゾ抵抗
層６側にあたる表面に凹部３を形成できるのでその凹部
３を形成するのにエッチングする体積を比較的小さくす
る事ができ、小型の半導体圧力センサを形成する事がで
きる。そして、シリコン窒化膜７上に何ら再結晶化する
事なく、もともと単結晶のピエゾ抵抗層６を形成できる
ので多結晶のピエゾ抵抗層と比較して感度を高（する事
ができ、しかも特性のばらつきを小さく、製造コストを
低くできるという効果がある。
膜８とで構成するダイヤフラムを凹部３の上部、及び凹
部３の周辺である第１の単結晶シリコン基板１上にわた
ってほぼ平滑に形成する事ができ、従って、ピエゾ抵抗
層６側にあたる表面に凹部３を形成できるのでその凹部
３を形成するのにエッチングする体積を比較的小さくす
る事ができ、小型の半導体圧力センサを形成する事がで
きる。そして、シリコン窒化膜７上に何ら再結晶化する
事なく、もともと単結晶のピエゾ抵抗層６を形成できる
ので多結晶のピエゾ抵抗層と比較して感度を高（する事
ができ、しかも特性のばらつきを小さく、製造コストを
低くできるという効果がある。
又、本実施例により形成される半導体圧力センサは、そ
のピエゾ抵抗層６をシリコン窒化膜７等により第１の単
結晶シリコン基板１と電気的に完全に分離でき、高温に
おいて使用してもその特性は安定となる。尚、ダイヤプ
ラムの厚さはシリコン窒化膜７の膜厚によって調整され
るが、接着前の第２の単結晶シリコン基板４を同図（ｈ
）に示すように、シリコン窒化膜７上に適当な熱膨張係
数を有する多結晶シリコン層１）あるいは再結晶化した
単結晶シリコン層を形成し、その上にＢＰＳＧ膜８を形
成する構成とし、ダイヤフラムの厚さを例えば多結晶シ
リコン層１）の厚さにより任意に調整してもよい。又、
ピエゾ抵抗Ｎ６のパターンを予め形成しているが、第２
の単結晶シリコン基板４内に主表面側より所定の厚みを
もって全面にＰ型不純物を拡散し、第２の単結晶シリコ
ン基板４のエツチング後に所定のパターンを形成しても
よい。
のピエゾ抵抗層６をシリコン窒化膜７等により第１の単
結晶シリコン基板１と電気的に完全に分離でき、高温に
おいて使用してもその特性は安定となる。尚、ダイヤプ
ラムの厚さはシリコン窒化膜７の膜厚によって調整され
るが、接着前の第２の単結晶シリコン基板４を同図（ｈ
）に示すように、シリコン窒化膜７上に適当な熱膨張係
数を有する多結晶シリコン層１）あるいは再結晶化した
単結晶シリコン層を形成し、その上にＢＰＳＧ膜８を形
成する構成とし、ダイヤフラムの厚さを例えば多結晶シ
リコン層１）の厚さにより任意に調整してもよい。又、
ピエゾ抵抗Ｎ６のパターンを予め形成しているが、第２
の単結晶シリコン基板４内に主表面側より所定の厚みを
もって全面にＰ型不純物を拡散し、第２の単結晶シリコ
ン基板４のエツチング後に所定のパターンを形成しても
よい。
又、上記実施例により形成される半導体圧力センサは絶
対圧センサであるが、同図（ｉ）に示すように、第１の
単結晶シリコン基板１に予じめ導通孔１２を用いておき
、相対圧センサとして使用してもよい。又、上記実施例
の説明では簡単の為に省略したが、半導体圧力センサの
出力を処理する回路を第１の単結晶シリコン基板１内に
形成してもよい。同図（ｊ）は出力処理回路の構成要素
として、例えばＭＯＳＦＥＴを表わす断面図であり、図
において１３は第１の単結晶シリコン基板１内に形成さ
れるＰ−ウェル領域、１４．１５はＰ−ウェル領域１３
内に形成されるそれぞれＮ゛ソース拡散領域、Ｎ゛ ド
レイン拡散領域、１６はフィールド絶縁膜、１７．１８
はそれぞれソース電極、ドレイン電極、１９はゲート電
極、２０は絶縁膜であり、その各々は公知の半導体加工
技術により形成される。
対圧センサであるが、同図（ｉ）に示すように、第１の
単結晶シリコン基板１に予じめ導通孔１２を用いておき
、相対圧センサとして使用してもよい。又、上記実施例
の説明では簡単の為に省略したが、半導体圧力センサの
出力を処理する回路を第１の単結晶シリコン基板１内に
形成してもよい。同図（ｊ）は出力処理回路の構成要素
として、例えばＭＯＳＦＥＴを表わす断面図であり、図
において１３は第１の単結晶シリコン基板１内に形成さ
れるＰ−ウェル領域、１４．１５はＰ−ウェル領域１３
内に形成されるそれぞれＮ゛ソース拡散領域、Ｎ゛ ド
レイン拡散領域、１６はフィールド絶縁膜、１７．１８
はそれぞれソース電極、ドレイン電極、１９はゲート電
極、２０は絶縁膜であり、その各々は公知の半導体加工
技術により形成される。
次に、本発明の第２実施例を第２図（ａ）乃至（Ｃ）の
断面図を用いて説明する。本実施例は上記第１実施例と
主要部は同じで、第１実施例でいう第１の単結晶シリコ
ン基板１側に本実施例の特徴があり、その部分を中心に
説明する。同図（ａ）において、１ａは第１の単結晶シ
リコン基板、２ａは第１の単結晶シリコン基板１ａの主
表面上に形成されるシリコン酸化膜、２６はシリコン酸
化膜２ａ上に形成した多結晶シリコン層を再結晶化した
３０１層であり、ＳＯＩ層２層上６上定領域に形成され
るシリコン酸化膜２７をマスクとして５ＯＩＩｉ２６を
部分的にシリコン酸化膜２ａまでエツチング除去する事
により凹部３ａを形成している。そして上記第１実施例
と同様に第２の単結晶シリコン基板を他主面側より選択
的にエツチング除去する事により、凹部３ａの上部、及
び凹部３ａの周辺であるシリコン酸化膜２７上にＢＰＳ
Ｇ膜８ａ、シリコン窒化膜７．ピエゾ抵抗層６ａを形成
する。
断面図を用いて説明する。本実施例は上記第１実施例と
主要部は同じで、第１実施例でいう第１の単結晶シリコ
ン基板１側に本実施例の特徴があり、その部分を中心に
説明する。同図（ａ）において、１ａは第１の単結晶シ
リコン基板、２ａは第１の単結晶シリコン基板１ａの主
表面上に形成されるシリコン酸化膜、２６はシリコン酸
化膜２ａ上に形成した多結晶シリコン層を再結晶化した
３０１層であり、ＳＯＩ層２層上６上定領域に形成され
るシリコン酸化膜２７をマスクとして５ＯＩＩｉ２６を
部分的にシリコン酸化膜２ａまでエツチング除去する事
により凹部３ａを形成している。そして上記第１実施例
と同様に第２の単結晶シリコン基板を他主面側より選択
的にエツチング除去する事により、凹部３ａの上部、及
び凹部３ａの周辺であるシリコン酸化膜２７上にＢＰＳ
Ｇ膜８ａ、シリコン窒化膜７．ピエゾ抵抗層６ａを形成
する。
そこで本実施例においても第１実施例と同様の効果が得
られるが、凹部３ａの周辺である３０１層２６内に半導
体圧力センサからの信号を処理する回路を形成し、又、
第１の単結晶シリコン基板ｌａ内にも第１図（ｊ）の第
１の単結晶シリコン基板１内に形成した処理回路と同様
の回路を形成する事により三次元ＩＣを実現できる。尚
、３０１層２６内に処理回路等を形成しない場合には、
このＳＯＩ層２６のかわりに多結晶シリコン層を形成し
てもよい。又、第２図ら）に示す構成は第１の単結晶シ
リコン基板１ａの他主面側より凹部３ａ側に向けて、Ｋ
ＯＨ等のエツチング液によりエツチングして凹部２８を
形成したものであり、この状態にて使用すれば絶対圧セ
ンサとなり、同図（Ｃ）に示すように凹部３ａと凹部２
８間のシリコン酸化膜２９を除去すれば相対圧センサを
形成できる。
られるが、凹部３ａの周辺である３０１層２６内に半導
体圧力センサからの信号を処理する回路を形成し、又、
第１の単結晶シリコン基板ｌａ内にも第１図（ｊ）の第
１の単結晶シリコン基板１内に形成した処理回路と同様
の回路を形成する事により三次元ＩＣを実現できる。尚
、３０１層２６内に処理回路等を形成しない場合には、
このＳＯＩ層２６のかわりに多結晶シリコン層を形成し
てもよい。又、第２図ら）に示す構成は第１の単結晶シ
リコン基板１ａの他主面側より凹部３ａ側に向けて、Ｋ
ＯＨ等のエツチング液によりエツチングして凹部２８を
形成したものであり、この状態にて使用すれば絶対圧セ
ンサとなり、同図（Ｃ）に示すように凹部３ａと凹部２
８間のシリコン酸化膜２９を除去すれば相対圧センサを
形成できる。
次に、本発明の第３実施例を第３図（ａ）乃至（ｅ）の
断面図を用いて説明する。同図（ａ）において、１ｂは
第１の単結晶シリコン基板であり、本実施例においては
凹部は後述する工程に形成される。同図（ｂ）及び（Ｃ
）は上記第１実施例の説明において第１図（Ｃ）及び（
ｄ）で説明した形成工程と同様の工程で形成されるもの
で、４ｂは第２の単結晶シリコン基板、５ｂはマスクと
してのシリコン酸化膜、６ｂはピエゾ抵抗層、７ｂはシ
リコン窒化膜である。尚、本実施例においては接着用の
ＢＰＳＧ膜は形成されずに、同図（ｄ）に示すようにシ
リコン窒化膜７ｂと第１の単結晶シリコン基板１ｂとを
直接陽極接合している。
断面図を用いて説明する。同図（ａ）において、１ｂは
第１の単結晶シリコン基板であり、本実施例においては
凹部は後述する工程に形成される。同図（ｂ）及び（Ｃ
）は上記第１実施例の説明において第１図（Ｃ）及び（
ｄ）で説明した形成工程と同様の工程で形成されるもの
で、４ｂは第２の単結晶シリコン基板、５ｂはマスクと
してのシリコン酸化膜、６ｂはピエゾ抵抗層、７ｂはシ
リコン窒化膜である。尚、本実施例においては接着用の
ＢＰＳＧ膜は形成されずに、同図（ｄ）に示すようにシ
リコン窒化膜７ｂと第１の単結晶シリコン基板１ｂとを
直接陽極接合している。
そして同図（ｅ）に示すように、第２の単結晶シリコン
基板４ｂをエツチング除去する事により、第１の単結晶
シリコン基板ｌｂ上にシリコン窒化膜７ｂ及ｄピエゾ抵
抗層６ｂを形成する。その後、ピエゾ抵抗層６ｂの周囲
を熱酸化する事によりシリコン酸化膜２３ｂを形成し、
引続き、そのシリコン酸化膜２３ｂ及びシリコン窒化膜
７ｂ上に表面保護膜９ｂ等を形成し、半導体圧力センサ
を構成する。そして、第１の単結晶シリコン基板１ｂの
他主面側よりエツチングし、凹部３ｂを形成する事によ
りダイヤフラムとなる部分を形成する。
基板４ｂをエツチング除去する事により、第１の単結晶
シリコン基板ｌｂ上にシリコン窒化膜７ｂ及ｄピエゾ抵
抗層６ｂを形成する。その後、ピエゾ抵抗層６ｂの周囲
を熱酸化する事によりシリコン酸化膜２３ｂを形成し、
引続き、そのシリコン酸化膜２３ｂ及びシリコン窒化膜
７ｂ上に表面保護膜９ｂ等を形成し、半導体圧力センサ
を構成する。そして、第１の単結晶シリコン基板１ｂの
他主面側よりエツチングし、凹部３ｂを形成する事によ
りダイヤフラムとなる部分を形成する。
そこで、本実施例によると、第１の単結晶シリンダ基板
ｌｂ上に絶縁膜であるシリコン窒化膜７ｂを介して単結
晶のピエゾ抵抗Ｊｉ６ｂを形成できるので、高温におい
てもその特性は安定であり、しかも、その単結晶はもと
もと単結晶であるものであり、再結晶化した単結晶では
ないので、上述したように特性のばらつきを小さくでき
、製造コストを低くできるという効果がある。
ｌｂ上に絶縁膜であるシリコン窒化膜７ｂを介して単結
晶のピエゾ抵抗Ｊｉ６ｂを形成できるので、高温におい
てもその特性は安定であり、しかも、その単結晶はもと
もと単結晶であるものであり、再結晶化した単結晶では
ないので、上述したように特性のばらつきを小さくでき
、製造コストを低くできるという効果がある。
以上述べたように、本発明によるとピエゾ抵抗層を絶縁
層により第１の基板と電気的に完全に分離でき、高温に
おいてもその特性を安定にする事ができる。又、何ら再
結晶化する事なく、もともと単結晶のピエゾ抵抗層をダ
イヤフラム上に形成できるので、特性のばらつきを小さ
く製造コストを低くできるという優れた効果がある。
層により第１の基板と電気的に完全に分離でき、高温に
おいてもその特性を安定にする事ができる。又、何ら再
結晶化する事なく、もともと単結晶のピエゾ抵抗層をダ
イヤフラム上に形成できるので、特性のばらつきを小さ
く製造コストを低くできるという優れた効果がある。
第１図（ａ）乃至（ｊ）は本発明の第１実施例を説明す
るだめの断面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第
２実施例を説明するための断面図、第３図（ａ）乃至（
ｅ）は本発明の第３実施例を説明するための断面図、第
４図は従来技術の半導体圧力センサを説明するための断
面図である。 １・・・第１の単結晶シリコン基板、３・・・凹部、４
・・・第２の単結晶シリコン基板、６・・・ピエゾ抵抗
層。 ７・・・シリコン窒化膜、８・・・ＢＰＳＣ；膜。
るだめの断面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の第
２実施例を説明するための断面図、第３図（ａ）乃至（
ｅ）は本発明の第３実施例を説明するための断面図、第
４図は従来技術の半導体圧力センサを説明するための断
面図である。 １・・・第１の単結晶シリコン基板、３・・・凹部、４
・・・第２の単結晶シリコン基板、６・・・ピエゾ抵抗
層。 ７・・・シリコン窒化膜、８・・・ＢＰＳＣ；膜。
Claims (3)
- （１）第１の基板に凹部を形成する工程と、半導体単結
晶基板の主表面側より不純物を導入する事によりピエゾ
抵抗層を形成し、引続き、該主表面上に絶縁層を形成す
る工程と、 前記第１の基板の主表面と、前記半導体単結晶基板の主
表面とを接合する工程と、 前記半導体単結晶基板の他主面側よりエッチングする事
により、前記第１の基板の主表面の上側にダイヤフラム
となる前記絶縁層、及びピエゾ抵抗層を形成する工程と
、を備える事を特徴とする半導体圧力センサの製造方法
。 - （２）前記凹部は、前記第１の基板の主表面側に形成さ
れている特許請求の範囲第１項記載の半導体圧力センサ
の製造方法。 - （３）前記絶縁層は、その表面がほぼ平滑なものである
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の半導体圧力セ
ンサの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30503986A JPH07107938B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
| US07/132,573 US4975390A (en) | 1986-12-18 | 1987-12-08 | Method of fabricating a semiconductor pressure sensor |
| DE3743080A DE3743080C2 (de) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Druckfühlers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30503986A JPH07107938B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156365A true JPS63156365A (ja) | 1988-06-29 |
| JPH07107938B2 JPH07107938B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17940365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30503986A Expired - Lifetime JPH07107938B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-19 | 半導体圧力センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107938B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1022510A (ja) * | 1996-03-28 | 1998-01-23 | Commiss Energ Atom | 圧電抵抗作用を使用する歪みゲージセンサおよびその製造方法 |
| JP2014055837A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Azbil Corp | 圧力測定器及び圧力測定器の製造方法 |
| JP6425794B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-11-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210030043A1 (en) | 2018-02-02 | 2021-02-04 | Societe Des Produits Nestle S.A. | Stabilizing omega-3 fatty acids with bran |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP30503986A patent/JPH07107938B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1022510A (ja) * | 1996-03-28 | 1998-01-23 | Commiss Energ Atom | 圧電抵抗作用を使用する歪みゲージセンサおよびその製造方法 |
| JP2014055837A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Azbil Corp | 圧力測定器及び圧力測定器の製造方法 |
| JP6425794B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-11-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
| JP2019105538A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107938B2 (ja) | 1995-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |